Nguyên lý máy chap 10

- Đỗ Văn Hiến -

Cơ sở Thiết kế máy

TRỤC

Chương 11:

I. Khái thiệu chung: 1.1 Công dụng
1.2 Phân loại
1.3 Kết cấu trục

II. Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính tốn
2.1 Các dạng hỏng
2.2 Chỉ tiêu tính tốn

III. Tính tốn thiết kế trục
3.1 Thiết kế trục theo độ bền
3.2 Tính trục về độ cứng
3.3 Tính tốn dao động trục

IV. Các bước thiết kế trục
HCM
UTE

HO CHI MINH CITY UNIVERSTY of

TECHNICAL EDUCATION

1

Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM


- Đỗ Văn Hiến -

Cơ sở Thiết kế máy

I. Khái niệm chung
1.1 Công dụng:
Trục là chi tiết máy quay dùng để:
•

Đỡ các chi tiết máy lắp trên nó

•

Truyền mơmen xoắn

•

Thực hiện đồng thời cả hai nhiệm vụ đỡ chi tiết quay và

truyền mômen xoắn

2.2 Phân loại
 Theo đặc điểm chịu tải :
+ Trục tâm:  Chỉ chịu tác dụng mômen uốn
+ Trục truyền: Chịu đồng thời cả mômen xoắn và mômen uốn
HCM

UTE

HO CHI MINH CITY UNIVERSTY of

TECHNICAL EDUCATION

2

Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM


- Đỗ Văn Hiến -

Cơ sở Thiết kế máy

 Theo hình dạng đường tâm trục:
+ Trục khuỷu:  đường tâm trục là đường gãy khúc
+ Trục thẳng:  đường tâm trục là đường thẳng
+ Trục mềm:  đường tâm trục là đường thay đổi

 Theo hình dạng kết cấu trục :
+ Trục trơn:
+ Trục bậc
+ Trục đặc:
+ Trục rỗng:
HCM
UTE

HO CHI MINH CITY UNIVERSTY of

TECHNICAL EDUCATION

3

Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM


- Đỗ Văn Hiến -

Cơ sở Thiết kế máy

1.3 Kết cấu trục
 Kết cấu trục xác định dựa trên:
+ Trị số và sự phân bố lực tác dụng lên trục
+ Cách bố trí và lắp ghép các chi tiết máy trên trục
+ Phương pháp gia công, yêu cầu về lắp ghép…
 Các thành phần chính:
+ Ngõng trục
+ Thân trục
+ Các bề mặt chuyển tiếp
+ Phần cố định các chi tiết máy lắp trên trục
HCM
UTE

HO CHI MINH CITY UNIVERSTY of

TECHNICAL EDUCATION

4

Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM


- Đỗ Văn Hiến -

Cơ sở Thiết kế máy

II. Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính tốn
2.1 Các dạng hỏng
 Gãy trục
+ Trục bị gãy hỏng do mỏi  Mòn trục
 Trục không đủ độ cứng
+ Trục bị hỏng do dao động ngang và dao động xoắn
2.2 Chỉ tiêu tính tốn:

Độ bền tĩnh: trục đứng n hoặc quay chậm
+ Tính trục về độ bền

Độ bền mõi: trục quay chậm, quay nhanh

+ Tính trục về độ cứng
+ Tính tốn dao động trục
HCM
UTE

HO CHI MINH CITY UNIVERSTY of

TECHNICAL EDUCATION

5

Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM


- Đỗ Văn Hiến -

Cơ sở Thiết kế máy

III. Tính tốn thiết kế trục
3.1 Tính trục theo độ bền trục
3.1.1 Thiết kế trục:
a. Tính sơ bộ:


Theo cơng thức thực nghiệm:
 Đường kính đầu vào HGT nối với động cơ: d=(0,81,2)dđc
 Đường kính trục bị dẫn của mỗi cấp trong HGT : d=(0,30,35)a



Theo điều kiện bền xoắn:
Mômen cản xoắn của trục(mm3)

Đường kính sơ bộ trục:
HCM
UTE

HO CHI MINH CITY UNIVERSTY of

TECHNICAL EDUCATION

6

Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM


- Đỗ Văn Hiến -

Cơ sở Thiết kế máy

b. Tính gần đúng đường kính các đoạn trục:
 Xác định phản lực tại gối trong 2 mặt phẳng
 Vẽ biểu đồ mơmen uốn trong 2 mp: xoz, yoz
 Tính mơmen uốn toàn phần tại một số tiết diện

 Vẽ biểu đồ mômen xoắn trên trục (T)
 Xác định mômen tương đương:

 Dựa vào điều kiện bền xác định đk trục

 Xác định sơ bộ kết cấu trục

HCM
UTE

HO CHI MINH CITY UNIVERSTY of

TECHNICAL EDUCATION

7

Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM


- Đỗ Văn Hiến -

Cơ sở Thiết kế máy

3.1.2 Tính kiểm nghiệm
a. Tính về độ bền mỏi:
Kết cấu trục vừa thiết kế (bước tính gần đúng) đảm bảo độ bền mỏi nếu
hệ số an toàn tại các tiết diện thỏa:

hệ số an toàn chỉ xét đến ứng suất pháp
hệ số an toàn chỉ xét đến ứng suất tiếp
hệ số an tồn cho phép

b. Tính về độ bền tĩnh:
Khi trục bị quá tải (mở máy, hãm máy,...), trục có thể bị biến dạng dẻo
hoặc bị gãy. Do vậy, phải kiểm nghiệm trục theo độ bền tĩnh:
Mômen uốn quá tải
Mômen xoắn quá tải

HCM

UTE

HO CHI MINH CITY UNIVERSTY of

TECHNICAL EDUCATION

8

Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM


- Đỗ Văn Hiến -

Cơ sở Thiết kế máy

3.2 Tính độ cứng trục:


Độ cứng uốn:



Độ cứng xoắn:

Mô đun đàn hồi trượt (MPa)

độ võng của trục
độ võng cho phép của trục
góc xoay của trục (rad)

góc xoay cho phép của trục (rad)
góc xoắn cho phép của trục (rad)
Mơmen qn tính độc cực(mm4)

3.3 Tính dao động trục
Theo cơ học lý thuyết, lực ly tâm
Theo sức bền vật liệu, trục bị võng một đoạn:

Mômen qn tính của tiết
diện trục = d4/64(mm4)

Số vịng quay
bằng 0
HCM
UTE

HO CHI MINH CITY UNIVERSTY of

TECHNICAL EDUCATION

tới hạn của trục:
9

Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM